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50WLED防爆燈驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)

50WLED防爆燈驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)

隨著綠色照明的發(fā)展趨勢(shì)及國(guó)家對(duì)井下作業(yè)安全的重視,節(jié)能環(huán)保的礦用燈具備受人們的青睞。LED防爆燈具是市場(chǎng)上的礦用燈具的一種,它采用LED作為光源,與傳統(tǒng)燈具相比有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì),目前LED防爆燈照明在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,并發(fā)揮了不可替代的作用。 雖然LED的優(yōu)勢(shì)很多,但是LED的光性能對(duì)電流要求高,流過(guò)LED的電流大小決定LED的發(fā)光強(qiáng)度,電流過(guò)強(qiáng)長(zhǎng)時(shí)間會(huì)引起LED光通量的衰減,電流過(guò)弱會(huì)造成LED發(fā)光亮度不夠。LED防爆燈要安裝在環(huán)境惡劣的場(chǎng)所,燈壽命和安全性要求嚴(yán)格,而LED的驅(qū)動(dòng)電源是影響燈壽命和安全的重要因素,因此研究一款效率好、功率因數(shù)高、穩(wěn)定性、防水防塵都達(dá)標(biāo)的LED防爆燈驅(qū)動(dòng)電源具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文論述了LED防爆燈驅(qū)動(dòng)電源課題的背景和研究意義,提出了LED防爆燈驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)難點(diǎn),介紹了有源功率因數(shù)校正,反激式變換器,可靠性設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)原理。在分析LED防爆燈驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)要求基礎(chǔ)之上,給出了一款50W LED防爆燈驅(qū)動(dòng)電源的整體設(shè)計(jì)。文中采用功率因數(shù)校正和直流-直流變換器的兩級(jí)方案。由于升壓型臨界模式功率因數(shù)校正具有比較簡(jiǎn)單的控制電路,適合應(yīng)用在中小功率的電源驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品中,因此*級(jí)選用臨界導(dǎo)通模式實(shí)現(xiàn)對(duì)功率因數(shù)的校正,減小諧波分量,為后級(jí)提供穩(wěn)定電壓;又根據(jù)設(shè)計(jì)功率大小的要求,二級(jí)選用反激式變換器實(shí)現(xiàn)所要達(dá)到的直流輸出,采用LM321來(lái)限壓恒流實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的反饋。文章首先對(duì)LED的發(fā)光原理、發(fā)展歷程和趨勢(shì)及LED防爆燈驅(qū)動(dòng)電源的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)進(jìn)行了介紹;其次論述了功率因數(shù)校正技術(shù),給出了三種不同模式下的有源功率因數(shù)校正的原理及優(yōu)缺點(diǎn)比較,隨后提出了單級(jí)式變換器和兩級(jí)式變換器技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)合及其優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比;再次分析了反激式變換器的工作原理及總結(jié)。在上述的理論基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)了一款50W LED防爆燈驅(qū)動(dòng)電源的兩級(jí)式電路即前級(jí)基于NCP1608芯片的臨界導(dǎo)通模式的有源功率因數(shù)變換器的設(shè)計(jì),后級(jí)基于TOP258EN芯片的反激式變換器的設(shè)計(jì);并對(duì)兩級(jí)式變換器的主電路和控制電路的參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì);總結(jié)了調(diào)試時(shí)遇到的問(wèn)題和解決方法并對(duì)LED防爆燈驅(qū)動(dòng)電源的可靠性進(jìn)行了分析,提出了主要的改善方法。 本文zui后對(duì)研制的50WLED防爆燈驅(qū)動(dòng)電源樣機(jī)的關(guān)鍵點(diǎn)的波形做出了采集和分析。測(cè)試結(jié)果表明:輸出電壓47V,輸出電流1.,驅(qū)動(dòng)電源整機(jī)效率達(dá)到0.87,功率因數(shù)0.95以上,電路簡(jiǎn)單,成本低,電源工作穩(wěn)定可靠,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該方案具有可行性。

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